农田污染过程与生物修复研究团队

时间: 2020/07/22   作者:   点击:

          

一.   团队简介  

u 农田污染过程与生物修复研究团队在农田重金属污染来源解析、重金属迁移转化机制及重金属修复治理技术等方面开展研究。团队共有专职研究人员5人,研究生近30人。近十年来,团队承担了国家重大研发计划、国家行业重大专项、国家自然科学基金、省部级项目等课题,总计国家级项目10余项,省部级课题20余项,总研究经费达1600余万元。在国内外有影响的专业期刊上发表论文300多篇,其中SCI论文100多篇,申请专利60余项,省级以上奖励3项。团队在长沙、株洲、郴州等地区建立实验基地共计6余处。是长沙市环境生物修复工程技术研究中心、洞庭湖区农村生态系统健康湖南省重点实验室、湖南省农田灌溉水质水源净化工程技术研究中心等省市级科研平台的主要依托研究团队之一。

 

合照

 

团队根据湖南省的农业生态环境条件,结合农业环境修复技术的创新要求,发挥湖南农业大学在资源与环境领域的整体学科优势,以提高农田生态环境治理修复的基础理论与技术水平为宗旨,为湖南的社会主义新农村建设与两型社会转型提供技术支持。                                

 

 

二.   团队成员构成

团队现有固定研究人员5人,均为博士学位、教授职称。其中,湖南省湖湘青年英才1人,湖南省青年芙蓉学者1人,湖南省青年骨干教师2人,湖南农业大学1515学术骨干人才4人,团队负责人为曾清如教授。团队固定人员名单如下。

序号

姓名

出生年月

职称

导师类型

研究方向

备注

1

曾清如

1964.11

教授

博士生导师

农田重金属修复

团队负责人

2

邵继海

1979.08

教授

博士生导师

农田固氮蓝藻生理生态

湖南省青年芙蓉学者、湖南省青年骨干教师

3

 

1982.02

教授

博士生导师

稻田结皮应用技术

湖南省青年骨干教师

4

 

1985.01

教授

博士生导师

农田土壤污染控制与修复

湖南省湖湘青年英才

5

陈安伟

1987.12

教授

博士生导师

有机污染土壤微生物修复

1515学术骨干人才

 

三.   主要研究方向  

1.农田系统中污染物的环境行为

主要研究农田重金属及有机污染的污染途径及特征;探索污染物在土壤-作物系统中的迁移转化规律,建立稻田土壤-作物系统污染物动态变化关系模型;揭示环境因素和生物因素对污染物生物有效性迁移转化的影响。具体内容包括:

1)农田生态系统中重金属的迁移转化及其影响因素。重点研究湖南省耕地典型重金属来源解析及其与农田-作物系统中重金属迁移转化行为的关系;稻田结皮中成矿微生物对重金属成矿机制及稳定性影响;

2)农田有机污染物的界面行为与微生物降解。邻苯二甲酸酯在农田土壤界面上的环境行为、微生物降解规律与影响因素;农田微生物对污染物胁迫的抗性机制及生物有效性影响;

3)农田蓝藻的环境行为。固氮蓝藻多样性氮素输入及对污染物质迁移转化的影响与机理;农田蓝藻及其胞内生物分子对重金属及MCs在土壤-水界面行为的影响与机理。

2.农田污染生物修复

主要研究开发植物修复技术、微生物修复技术和农艺调控技术,系统阐释生物与污染物交互作用过程与机制,强化农田污染物减量,实现污染农田的边修复、边安全生产。具体内容包括:

(1)植物修复及生物质资源化技术。重点研究高富集重金属植物的筛选、抗性机制、修复潜力和种植模式优化。油料作物高效修复重金属污染农田的机制,污染生物质脱毒与资源化技术;农艺措施(施肥方式、秸秆处理方式等)对作物吸收积累重金属的影响规律与机理;

(2)环境微生物修复及强化技术。功能微生物(稻田微藻、白腐真菌等)的筛选及资源化利用;新型微生物制剂对农田有机污染物的降解及阻控重金属向水稻中迁移;蓝藻水华安全控制及资源化利用。

3. 新型农业环境修复材料

主要研究开发新型农业环境污染修复材料,降低农田污染物浓度与活性,阻控土壤污染物向农产品中转移,实现污染农田的安全利用。

1)重金属修复材料:新型功能材料的研发和表征,对稻田重金属的固定效果,阻控稻米累积重金属的效果与机理,评估修复材料的环境风险。

2)有机污染修复材料:新型功能材料的研发和表征,对土壤和灌溉水中有机污染物的降解/吸附行为及机理研究。

 

四.   承担的科研项目    

(1) 农田和农产品重金属源解析与污染特征研究项目子课题:南方水稻田土壤重金属的形态分布与累积过程(第一),国家重点研发计划(2016YFD0800304),2016-2020

(2) 重金属污染农田的植物萃取技术、产品与装备研发项目子课题:设施土壤镉、砷中轻度污染高效植物系统修复与示范(第一),国家重点研发计划(2016YFD0800807),2016-2020

(3) 国家自然科学基金面上项目:血根碱对微囊藻生态竞争优势特性和竞争能力的影响及机理(编号:314705112015-2018)。

(4) 国家自然科学基金青年项目:小麦麸皮抑藻物质分离鉴定、抑藻机理及对小型水体蓝藻水华去除(编号:211070242012-2014)。

(5) 国家青年科学基金项目,南方稻田生物结皮对土壤中镉的选择性富集及形态转化机制研究,41401260

(6) 国家自然科学基金项目,41771351,土壤中邻苯二甲酸酯微生物降解的有机-矿质复合体界面作用机制,2018/01-2021/12

(7) 国家自然科学基金项目,41301338,硝化抑制剂对邻苯二甲酸酯在土壤-微生物界面行为的影响及其机制,2014/01-2016/12

(8) 国家自然科学基金-面上项目,白腐真菌强化修复新烟碱农药污染洞庭湖湿地的作用机制及微生物群落响应研究,518791052019/01-2022/12

(9) 国家自然科学基金-青年基金,硫化氢在白腐真菌抗重金属胁迫中的作用及其机制,515081862016/01-2018/12

(10)            国家重点研发计划项目子课题,重金属污染耕地安全利用技术与产品研发,SQ2017YFNC060064

(11)            湖南省自然科学基金-面上项目,基于白腐真菌强化的微生物修复新烟碱农药污染湿地及其作用机制研究,2019JJ401282019.01-2021.12

(12)            湖南省自然科学基金:洞庭湖蓝细菌遗传多样性及其对环境因子的响应(编号:10JJ60452010-2012)

(13)            湖南省自然科学基金-青年项目,钙对白腐真菌耐受和富集重金属的影响及其机理,2016JJ30762016/05-2018/12

(14)            湖南省自然科学基金,13JJ4069,海藻酸钠微胶囊负载纳米铁的制备及其对重金属废水的处理研究,2013.09-2015.09

(15)            湖南省自然科学基金面上项目,镉在南方稻田结皮中成矿稳定性的调控机制研究,2017JJ2112

(16)             湖南省自然科学基金项目,纳米材料固定耕地土壤中重金属的新技术研究,13JJ4068

(17)            湖南农田灌溉水重金属人工湿地处理模式的研究与示范(第一),农业部专项(农办财函〔20166号),2016-2017

(18)            农田灌溉水镉输入对稻田镉积累与有效性的影响(第一),农业部专项(农办财函〔20166号),2016-2017

(19)            湖南农田重金属污染来源及灌溉水处理研究与示范(第一),农业部专项(农办财函〔201428号),2014-2015

(20)            省级研究生教改课题:农业院校环境科学专业硕士研究生特色培养体(编号:,2016-2018             

 

 

五.      发表的论文   

(1) X Deng, Y Yang, Y X Chen1, H Y Zeng, Q R Zeng*. Cadmium accumulation in rice (Oryza sativa L.) alleviated by basal alkaline fertilizers followed by topdressing of manganese fertilizer. Environmental Pollution, 2020, 262, 114289.

(2) X Deng, Y Yang, H Y Zeng, Y X Chen, Q R Zeng*. Variations in iron plaque, root morphology and metal bioavailability response to seedling establishment methods and their impacts on Cd and Pb accumulation and translocation in rice (Oryza sativa L.). Journal of Hazardous Materials, 2020, 384, 121343.

(3) J Zhou, L H Chen, Y Yang, L Peng, S Luo, Q R Zeng*. Phytoremediation of Heavy Metals under an Oil Crop Rotation and Treatment of Biochar from Contaminated Biomass for Safe Use. Chemosphere, 2020, 247, 125856.

(4) J Yuan, W N Zhang, Z H Xiao, X H Zhou, Q R Zeng*. Efficient dewatering and heavy-metal removal in municipal sewage using oxidants. Chemical Engineering Journal, 2020, 388, 124298.

(5) Y Yang, Y H Ge, P F Tu, H Y Zeng, X H Zhou, D S Zou, K L WangQ R Zeng*. Phytoextraction of Cd from a contaminated soil by tobacco and safe use of its metal-enriched biomass. Journal of Hazardous Materials, 2019, 363: 385–393.

(6) K X Yi, F Wang, J Y Chen, S H Jiang, S J Huang, L Peng, Q R Zeng*S Luo*. Annual Input and Output Fluxes of Heavy Metals to Paddy Fields in Four Types of Contaminated Areas in Hunan Province, China. Science of the Total Environment, 2018, 634: 67-76.

(7) Y Yang , X H Zhou, B Q Tie, L PengH L Li, K L Wang, Q R Zeng*. Comparison of three types of oil crop rotation systems for effective use and remediation of heavy metal contaminated agricultural soil. Chemosphere, 2017, 188: 148-156.

(8) Y S YangY ZhangM G DongT YanM S ZhangQ R Zeng*. Highly efficient degradation of thidiazuron with Ag/AgCl- activatedcarbon composites under LED light irradiation. Journal of Hazardous Materials, 2017, 335: 92–99.

(9) Lin Y., Chen A., Luo S., Kuang X., Li R., Lepo J. E., Gu J. D., Zeng Q., Shao J.* Cyanobacterial bloom mitigation by sanguinarine and its effects on aquatic microbial community structure. Environmental Pollution, 2019, 253: 497-506.

(10)             Lin Y., Chen A., Peng L., Luo S., Zeng Q., Shao J.* Physiological characteristics and toxin production of Microcystis aeruginosa (Cyanobacterium) in response to DOM in anaerobic digestion effluent. Science of the Total Environment, 2019, 685: 902-910.

(11)             Shao J., He Y., Zhang H., Chen A., Lei M., Chen J., Peng L., Gu J.-D.* Silica fertilization and nano-MnO2 amendment on bacterial community composition in high arsenic paddy soils. Applied Microbiology and Biotechnology, 2016, 100(5): 2429-2437.

(12)             Shao J., He Y., Chen A., Peng L., Luo S., Wu G., Zou H., Li R.* Interactive effects of algicidal efficiency of Bacillus sp B50 and bacterial community on susceptibility of Microcystis aeruginosa with different growth rates. International Biodeterioration & Biodegradation, 2015, 97: 1-6.

(13)             X. Kuang, J. Shao, L. Peng, et al., Nano-TiO2 enhances the adsorption of Cd(II) on biological soil crusts under mildly acidic conditions, Journal of Contaminant Hydrolog. 2020, 229: 103583.

(14)             L. Peng, S. Zhou, H. Song, Y. Yang, M. Lei, F. Zhou, Enhanced Selective Removal of Cd(II) by an Amino-Functional Water-Retaining Agent Incorporating Nano Hydrous Manganese Oxide. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2020, 20: 5906-5915.

(15)             Liang Peng*, Xiaozhou Deng, Huijuan Song, Xiaoke Tan, Ji-dong Gua, Si Luo, Ming LeiManganese Enhances the Immobilization of Trace Cadmium from Irrigation Water in Biological Soil Crust. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2019, 168: 369-377.

(16)             Li Binyu, Liang Peng*, Wei Dongni, et al. Enhanced flocculation and sedimentation of trace cadmium from irrigation water using phosphoric fertilizer, Science of the Total Environment, 2017, 601-602: 485.

(17)             Liang Peng*, Yi Xu, Fang Zhou, Baorui Sun, Boqing Tie, Ming Lei, Jihai Shao , Jidong Gu, Enhanced removal of Cd(II) by poly(acrylamide-co-sodium acrylate) water-retaining agent incorporated nano hydrous manganese oxide, Materials and Design, 2016, 96: 195-202.

(18)             Yuncong Fu, Liang Peng*,Qingru Zeng, Yang Yang, Huijuan Song, Jihai Shao, Shiyu Liu, Jidong Gu, High Efficient Removal of Tetracycline from Solution by Degradation and Flocculation with Nanoscale Zerovalent Iron. Chemical Engineering Journal, 2015, 270: 631-640.

(19)             Xue Chao, Peng Liang, Tang Jinping, Lei Ming, Chen Anwei, Shao Jihai, Luo Si *, Yunsong Mu. Screening the main factors affecting phthalate esters sorption on soils, humic acid, and clay organo-mineral complexes. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2019.

(20)             Kexin Yi, Zhixuan Fan, Jinping Tang, Anwei Chen, Jihai Shao, Liang Peng, Qingru Zeng, Si Luo. The elucidation of surrounding alginate gels on the pollutants degradation by entrapped nanoscale zero-valent iron. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2018, 171: 233–240.

(21)             Ruxin Peng, Jihai Shao, Yuanlin Xie, Anwei Chen, Liang Peng, Qingru Zeng, Si Luo*, Oxalate-enhanced reactivity of nanoscale zero-valent iron under different conditions of O2, N2 or without aeration. Chemical Engineering Journal, 2017, 330:398~406.

(22)             Luo Si, Li Langlang, Chen Anwei, Zeng Qingru, Xia Hao, Gu Ji-Dong, Biosorption of diethyl phthalate ester by living and nonliving Burkholderia cepacia and the role of its cell surface components. Chemosphere, 2017, 178: 187-196.

(23)             Si Luo, Tingting Lu, Liang Peng, Jihai Shao, Qingru Zeng, Ji-Dong Gu. Synthesis of nanoscale zero-valent iron immobilized in alginate microcapsules for removal of Pb(II) from aqueous solution, Journal of Materials Chemistry A, 2014, 2: 15463-15472.

(24)             Xie Qingru, Xue Chao, Chen Anwei*, Shang Cui, Luo Si. Phanerochaete chrysosporium-driven quinone redox cycling promotes degradation of imidacloprid. Int. Biodeter. Biodegr., 2020, 151:104965.

(25)             Wang Yujie, Chen Anwei*, Peng Min, Tan Di, Liu Xiaohui, Shang Cui, Luo Si, Peng Liang. Preparation and characterization of a fluorizated kaoline modified melamine sponge as an absorbent for efficient and rapid oil/water separation. J. Clean. Prod., 2019, 217: 308–316.

(26)             Zhang Hao, Peng Liang, Chen Anwei*, Shang Cui, Lei Ming, He Kai, Luo Si, Shao Jihai, Zeng Qingru. Chitosan-stabilized FeS magnetic composites for chromium removal: Characterization, performance, mechanism, and stability. Carbohyd. Polym, 2019, 214: 276–285.

(27)             Zhang Xiaoxiao, Shao Jihai, Chen Anwei*, Shang Cui, Hu Xinjiang, Luo Si, Lei Ming, Peng Liang, Zeng Qingru. Effects of cadmium on calcium homeostasis in the white-rot fungus Phanerochaete chrysosporium. Ecotox. Environ. Safe., 2018, 157: 95–101.

(28)             He Kai, Chen Guiqiu, Zeng Guangming, Chen Anwei*, Huang Zhenzhen, Shi Jiangbo, Huang Tiantian, Peng Min, Hu Liang. Three-dimensional graphene supported catalysts for organic dyes degradation. Appl. Cata. B: Environmental, 2018, 228: 19–28.(高被引)

(29)             Chen Anwei, Shang Cui, Shao Jihai, Lin Yiqing, Luo Si, Zhang Jiachao, Huang Hongli, Lei Ming, Zeng Qingru. Carbon disulfide-modified magnetic ion-imprinted chitosan-Fe(III): A novel adsorbent for simultaneous removal of tetracycline and cadmium. Carbohyd. Polym., 2017, 155: 19-27.

(30)             Liang Hu, Jia Wan, Guangming Zeng, Anwei Chen*, Guiqiu Chen, Zhenzhen Huang, Kai He, Min Cheng, Chengyun Zhou, Weiping Xiong, Cui Lai, Piao Xu. Comprehensive evaluation of the cytotoxicity of CdSe/ZnS quantum dots in Phanerochaete chrysosporium by cellular uptake and oxidative stress. Environ. Sci.-Nano, 2017, 4(10): 2018-2029.(高被引)

                             

六.   专利

1曾清如,葛一陈, 周细红,陈梦莹。一种植物修复土壤重金属污染后所产秸秆的资源化利用方法20171。专利授权号:ZL201710057862.1

2曾清如,严律己,胡疆,周细红。利用金属盐溶液回收EDTA金属络合物及再生氯型阴离子交换树脂的方法20195。专利授权号: ZL201710057865.5

3)曾清如,严律己,葛一陈。氯型阴离子交换树脂去除Ca-EDTA土壤淋洗液中CuZnPbCd的方法。中国,2018.8.31。专利授权号:ZL201610046850.4

4)曾清如,周俊海,曹文静。改性纤维球滤料去除农田灌溉水中低浓度重金属镉的方法。中国,2018.4.10,专利授权号:ZL201610046853.8

5)曾清如,杨洋,黎红亮,葛一陈。一种利用有机酸盐去除油料作物粕饼中重金属PbCd的方法。中国,2018.7.31,专利授权号:ZL201410195014.3

6曾清如,陈璘涵,周细红。一种利用施肥与刈割技术增加菊苣去除重金属污染土壤镉能力的方法。中国,2018.4.6。专利授权号:ZL201610305793.7

7)彭亮,柴立元,曾清如,邵继海,顾继东,选择性吸附固定土壤中重金属的保水剂制备方法,中国,2014.1,专利号:201410003546.2

8)彭亮,田川,秦普丰,戴春皓,基于电吸附去除水体砷的复合电极制备方法及去除砷技术,中国,2014.1,专利号:ZL201410002925.X

9)彭亮,秦普丰,戴春浩,曾清如,田川,中国,2014.1,专利号:ZL201410002926.4

10)彭亮,周方,曾清如,一种固定耕地中镉的复合材料合成方法,中国,2014.6,专利号:201410270485.6

11)彭亮,李冰玉,曾清如,铁柏清,邵继海,顾继东,太阳能辅助微生物三维电极去除灌溉水中镉的装置及方法,中国,2015.9,专利号:ZL201510585607.5

12)彭亮,符云聪,匡晓琳,曾清如,雷鸣,邵继海,一种利用三价铁促进合成树脂去除水体中四环素的方法,中国,2017.10,专利号:201710958450.5

13)彭亮, 李智义,曾清如,铁柏清,邵继海,顾继东,去除水体中镉的负载锰氧化物伪枝藻复合材料的制备方法, 中国,2016.5,专利号:ZL201610361697.4

14)彭亮,宋慧娟,邵继海,一种去除稻田中大气和灌溉水输入镉的方法,中国,2017.12,专利号:201711275794.2

15)彭亮,宋慧娟,邵继海,陈安伟,罗斯,曾清如,顾继东,一种利用稻田生物结皮钝化重金属镉砷的方法,中国,2017.12,专利号:201711277672.7

16)彭亮, 宋慧娟, 邓晓舟, 利用锰盐-生物结皮钝化稻田外源输入重金属的方法, 中国,2018.5,专利号:201810516939.1

17)彭亮,胡达理,宋慧娟,陈安伟,罗斯,一种利用根系分泌物强化甘蔗提取农田中重金属的方法, 中国,2018.8,专利号:201810930987.5

18)宋慧娟,彭亮,郑明扬,陈安伟,曾清如,一种利用磷肥协同水葫芦去除灌溉水中重金属离子的方法,中国,2019.8,专利号:2019110159784     

19)罗斯 ,王帆,薛潮,彭亮,曾清如,Cu3B2O6/g-C3N4异质结光催化剂的制备方法及其降解亚甲基蓝染料废水的方法,授权,2013.6.19ZL201610313311.2

20)罗斯,韩东,鲁婷婷,彭亮,曾清如,一种海藻酸钠微胶囊负载纳米铁颗粒的制备方法,2013.6.19-2033.3.2843CN201310104440.7

21)陈安伟,尚翠,秦普丰,邵继海,雷鸣,张嘉超,磁性复合吸附剂去除废水中四环素的方法, ZL201710385884.0 2019111日。

22)陈安伟,雷鸣,尚翠,林毅青,邵继海,彭亮,曾清如,磁性氢氧化镁吸附剂去除废水中四环素的方法, ZL201710386614.12019111日。

 23)陈安伟,曾光明,陈桂秋,晏铭,尚翠,张企华,易斌,黄健,郭志,左亚男,硫化氢促进黄孢原毛平革菌降解废水中2,4-二氯酚的方法,ZL 201310459274.220150422日。

 

七.      依托的研究平台

u 长沙市环境生物修复工程技术研究中心

u 湖南省农田灌溉水质水源净化工程技术研究中心

u 洞庭湖区农村生态系统健康湖南省重点实验室

u 南方稻田重金属污染防控协同创新中心

 

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